釕-鈀雙金屬負(fù)載二氧化鈦納米管光催化劑制備方法及其應(yīng)用

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(10)申請?zhí)朇N102658130日(21)(22)1160242(72)發(fā)明人譚(74)專利機(jī)構(gòu)大連理工大學(xué)專利中

C02F101/34C02F101/3623/4637/3453/8653/701/301/70 權(quán)利要求書1說明書5附圖3釕-鈀雙金屬負(fù)載二氧化鈦納米管光催化劑(57)CN102658130本發(fā)明公開了釕-鈀/二氧化鈦納米管復(fù)合光催化劑的方法及其應(yīng)用，屬于環(huán)境污染治理技術(shù)領(lǐng)域。催化劑時(shí)，首先在濃度為0.2wt％的氫氟酸作用下發(fā)生電化學(xué)氧化反應(yīng)二氧化鈦納米管電極，其納米管管徑大約100nm左右，管壁厚約20nm。然后采用浸漬電沉積法了釕-鈀/二氧化鈦納米復(fù)合光催化穩(wěn)定以及過程屬于綠色化學(xué)范疇等優(yōu)點(diǎn)。釕子空穴對的分離效率，進(jìn)一步提高了其對有機(jī)CN102658130CNCN102658130權(quán)利要求1/1鈦片預(yù)處理：首先打磨工業(yè)純鈦片，使其表面清潔光滑，然后浸入HF∶HNO3∶H2O1∶4∶5的混合溶液中刻蝕30秒，然后置于超聲振蕩池中分別用乙醇溶液和去離子水超預(yù)處理后鈦片陽極氧化：將預(yù)處理后的鈦片連接于直流穩(wěn)壓電源的正級(jí)，鉑片連接于直流穩(wěn)壓電源的負(fù)電解液為氫氟酸液，其中電解液中氟離子的濃0.05-1.0wt施20V直流電壓，電30分鐘，在20℃下持續(xù)極氧化過片表面顏色的變化較紫色一藍(lán)色-淺藍(lán)-淺黃-淺粉將陽極氧化后的鈦片進(jìn)行鍛燒2min的速率從室溫升到5001小時(shí)后自然冷卻至室即得到二氧化鈦納米管陣列；將上述(1)中制得的二氧化鈦納米管電極浸漬在釕離子濃度為0.01～0.1mol/L的溶液中5～20使釕離子充分?jǐn)U出后自然風(fēng)干再將其放入一個(gè)三電極體系電解液為0.05～0.5mol/L的NaCl溶液電壓為-2V電沉積1～10秒鐘取出后在空氣中自二氧化鈦納米管陣列電極此處的三電極體(1)制得的二氧化鈦納米管電極作為工作電極Pt(鉑片)作為對電極SCE(飽和甘電極)作為參比電極；2)制得的釕/二氧化鈦納米管電極浸漬在鈀離子濃度為0.01～0.1mol/L5～20分鐘鈀離子充分?jǐn)U散至管然后取出自然風(fēng)干再將其放入一個(gè)三電極體系解液0.05～0.5mol/L的NaNO3溶液電壓為-2V沉積1～10秒鐘洗后在空氣中自最終得到釕-鈀/二氧化鈦納米管陣列電極此處的三電極體系是步驟(2)制得的釕/二氧化鈦納米管電極作為工作電Pt(鉑片)作為對電極SCE(光催化反應(yīng)是在一個(gè)三電極雙池石英反應(yīng)器中進(jìn)行的二氧化鈦納米管電極極(SCE)作為參比電極RuO2/Ti電極的方法采用Siripalas法；采用300W的高壓燈作光強(qiáng)為5.0mWcm-2光照時(shí)間為2小時(shí)同時(shí)提供外加偏壓0.6V整個(gè)過程向反其應(yīng)[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境污染治理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種光催化還原脫氯催化劑的方 TiO2等納米半導(dǎo)體催化劑對五氯酚進(jìn)行光催化降解是被廣泛研究的熱點(diǎn)課題POPs分子的高效脫氯降毒。[0004]TiO23.2eVTiO2吸收閾值的光照離效率的有效。利用貴金屬沉積在TiO2表面來改變體系的電子能級(jí)結(jié)構(gòu)，改善TiO2Schottky(HirakawaTKamatP.V.Langmuir.2004205645-反應(yīng)，復(fù)合體系的構(gòu)建促進(jìn)了可見光利用率和光生電荷分離效率。patra等patraS.KKondamudiNBanerjeeS.Langmuir.20082411276-(SunLiJWangC.L.JournaMaterials.20091711045-Ag后其光催化能力得到了顯著的提高。[0006]距今為止，還未發(fā)現(xiàn)有關(guān)于釕和鈀復(fù)合的TiO2納米管陣列電電催化還原脫氯能力的。所以釕-鈀/二氧化鈦納米復(fù)合光催化劑的光電催化特性還沒有被更好地應(yīng)[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種新型光催化劑的方法及其對五氯酚的[0008][0009](1)[0011]預(yù)處理后鈦片陽極氧化：將預(yù)處理后的鈦片連接于直流穩(wěn)壓電源的正級(jí)，鉑片連接于直流穩(wěn)壓電源的負(fù)級(jí)。電解液為氫氟酸溶液，其中電解液中氟離子的濃度為0.05-10wt20V直流電30分鐘20℃下持續(xù)攪拌。陽極氧化過程片表-淺藍(lán)-淺黃-淺粉。將陽極氧化后的鈦片洗凈，進(jìn)行鍛燒處理。以2℃/min的速率從室溫升到5001小時(shí)后自然冷卻至室溫，即得到 將上述(2)0.01～0.1mol/SCE(飽和甘電極)作為參比電極。 子效率。釕和鈀的復(fù)合使二氧化鈦納米管電極的光生電子-空穴對的分離效率得到明顯提[0019](3)的釕-鈀/二氧化鈦納米復(fù)合光催化劑降解有機(jī)污染物時(shí)，顯示出比二氧 1500℃溫度下煅燒1極的掃描電鏡圖(SEM)。 150000 (nm(μV)。 標(biāo)是五氯酚的降解率(Ct/C0)。HFHNO3H2O＝14530約100nm管壁厚約20nm。將上述好的二氧化鈦納米管電極浸漬在0.01mol/L的RuCl3溶液中5分鐘，使Ru離子充分?jǐn)U散然后將樣品然風(fēng)干。再將樣品放入一個(gè)三電極體0.1mol/L的NaCl2V1出樣品并用去離子水在空氣中自然晾干。如此循環(huán)操作5次，即得到釕/二氧化鈦納米管陣列電極。將上述好的釕/二氧化鈦納米管電極浸漬在0.01mol/L的Pd(NO3)2·2H2O溶液中5分Pd電解液為0.1mol/L的NaNO3溶液電壓為-2V電沉積1秒鐘取出樣品并用去離子水，在空氣中自然晾干。如此循環(huán)操作5次，最終得到釕-鈀/二氧化鈦納米管陣列電備用。圖2為釕-鈀/二氧化鈦納米復(fù)合光催化劑的掃描電鏡圖(SEM金屬分布均粒徑較小。圖3是釕-鈀/二氧化鈦納米管的，X射線光電子XPS圖中可以看到樣品含有元素Ti，O，Ru，Pd和CC為測試和鈀